DE102004040606B3

DE102004040606B3 - Als Gripper ausgebildete Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie

Info

Publication number: DE102004040606B3
Application number: DE200410040606
Authority: DE
Inventors: Josef Tünkers
Original assignee: Tuenkers Maschinenbau GmbH
Current assignee: Tuenkers Maschinenbau GmbH
Priority date: 2004-08-21
Filing date: 2004-08-21
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2024-08-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine als Gripper ausgebildete Kniehebelspannvorrichtung mit guter Krafteinleitung an der Spannstelle (Spannebene) bei robuster einfacher Konstruktion.

Description

Gattung
Die Erfindung betrifft eine als Gripper ausgebildete Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie.

Kniehebelspannvorrichtungen sind in einer großen Vielzahl Stand der Technik. So ist z. B. durch die DE 39 36 396 C1 eine druckmittelbetätigbare Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere für Karosserieteile, vorbekannt, die aus einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse mit einem Zylinderraum für den Kolben besteht, wobei die Kolbenstange eine Kniehebelgelenkanordnung antreibt. Es sind außerdem Führungsmittel am freien Kolbenstangenende für die Kolbenstange vorgesehen, die im Gehäuse und an einem Kolbenstangenbolzen angeordnet sind. Es ist außerdem eine Lasche vorgesehen, die auf dem Kolbenstangenbolzen und auf einer Kniehebelgelenkachse schwenkbeweglich gelagert ist. Ferner ist ein zweiarmiger Hebel vorgesehen, dessen Antriebsende gleichfalls auf der Kniehebelgelenkachse gelagert ist. Der zweiarmige Hebel bildet eine aus einem Winkelhebel bestehende Schwinge, deren Scheitel schwenkbar im Gehäuse auf einer gehäusefesten Schwenkachse gelagert ist und dessen abtriebsseitiges Ende über eine Schwenkachse mit einem Spannglied gekoppelt ist. Eine einarmige Schwinge von gleicher Länge wie der abtriebsseitige Hebelarm der zweiarmigen Schwinge ist schwenkbar im Gehäuse auf einer Schwenkachse gelagert und über eine Schwenkachse mit einem Spannglied gekoppelt, wobei in der Spannstellung die gehäusefeste Schwenkachse und die Kniehebelgelenkachse am antriebsseitigen Ende des Winkelhebels auf einer gedachten Gerade liegen, die parallel zur Längsachse der Kolbenstange verläuft. Diese Spannvorrichtung ist als sogenannter Unterbauspanner ausgebildet, deren Spannglied am spannseitigen Ende einen Spannhaken aufweist, der durch eine Öffnung der Werkstückauflagefläche (Oberseite des Gehäuses) hindurchtritt und mit seiner Aufspannfläche der Spannvorrichtung zugewandt ist. Es ist außerdem ein am Gehäuse befestigter, ein Hohlraum aufweisender Zentrierdorn vorgesehen, der den Spannhaken in der entspannten Stellung (Offenstellung) umschließt und in der Spannstellung radial heraustreten lässt.

Durch die DE 22 22 686 ist eine druckmittelbetätigbare Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere für Karosserieteile, vorbekannt, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Zylinderraum für den Kolben, an dessen freiem Kolbenstangenende Führungsmittel für die Kolbenstange und ein Kolbenstangenbolzen angeordnet sind, der über eine Lasche mit dem Kniegelenk eines werkstückspannenden Winkelhebels verbunden ist, welcher auf einem im Gehäuse gelagerten Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist, wobei die Führungsmittel für die Kolbenstange bestehen aus den Enden des Kolbenstangenbolzens und im Gehäuse angeordneten, in Achsrichtung der Kolbenstange verlaufenden Führungsnuten zum Führen dieser Enden.

Aus der DE 34 19 878 C1 ist eine Tragplatte, insbesondere Transportwagen- oder Palettentragplatte, vorbekannt, mit einer Spannvorrichtung für auf der Platte festspannbare Gegenstände, wobei die Spannvorrichtung einen Spannhebel als Verbindungsglied zweier Schwingen aufweist und mit diesen ein Gelenkviereck bildet, mit seinem Spannteil das Gelenk der einen Schwinge überragt und am Gelenkviereck ein Verstellantrieb angeordnet ist, wobei die Tragplatte mit einer im Stellweg des Spannhebels angeordneten Durchgriffsöffnung versehen ist. Die Spannvorrichtung ist unter der Tragplatte angeordnet, wobei das Spannteil des Spannhebels in Form eines Hakens ausgebildet ist, wobei die Gelenke des Gelenkvierecks derart angeordnet und die Schwingen derart bemessen sind, dass der Spannhebel in Spannstellung die Durchgriffsöffnung durchgreifend mit seiner Längsachse quer zu deren Verlauf bei Rückzugsstellung des Spannhebels unter der Tragplatte steht.

Aus der GB 778,865 ist eine handbetätigte Spannvorrichtung vorbekannt, bei welcher ein Spannstück über ein Parallelogrammgetriebe angetrieben wird.

Die GB 709,285 zeigt eine Spannvorrichtung, bei welcher eine gehäusefeste Achse exzentrisch zur Spannstelle angeordnet ist.

Bei vorbekannten, als Gripper ausgebildeten Kniehebelspannvorrichtungen besteht der Nachteil, dass in Spannstellung eine quer zur Spannstelle gerichtete, als Schiebekraft, also nicht in Spannrichtung, wirkende Kraftkomponente auftritt, was ungünstig ist.

Aus der EP 0 937 545 A1 ist eine pneumatisch angetriebene Kniehebelspannvorrichtung vorbekannt, bei welcher die einen längsverschieblich und dichtend geführten Kolben aufweisende Kolben-Zylinder-Einheit zwischen beabstandeten Blechteilen mittels Schrauben angeordnet ist. Diese Blechteile bilden den offenen Spannkopf zwischen denen das Kniehebelgelenk angeordnet ist, das einen Spannarm schwenkbeweglich antreibt. Die plattenförmigen den Spannkopf bildenden Blechteile umfassen die Kolben-Zylinder-Einheit auf einem Teil der axialen, dem Spannkopf zugekehrten Länge besitzen auf diametral gegenüberliegenden Seiten nierenförmige Schlitze, in denen Bolzen schwenkbeweglich angeordnet sind.

Aus der DE 201 00 701 U1 ist eine druckmittelbetätigbare kombinierte Zentrier- und Spannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, vorbekannt. Eine der in dieser Vorveröffentlichung beschriebenen Konstruktion besteht aus drei koaxialen und damit hintereinander angeordneten Zylindereinheiten, von denen die eine als Bewegungszylinder, die zweite als Spannzylinder und die dritte als Sensorzylinder ausgebildet ist. Diese druckmittelbetätigbare, kombinierte Zentrier- und Spannvorrichtung ist mit einem bolzenförmigen Zentrierteil und wenigstens einem hebelartigen Spannteil versehen, das in und an dem bolzenförmigen Zentrierteil gelagert und in Lösestellung in die äußeren das bolzenförmige Zentrierteil umgrenzenden Konturen des Zentrierteils eingeschwenkt ist, wobei das Spannteil über eine Kolbenstange in entgegengesetzten Richtungen durch Druckmittelbeaufschlagung eines in einem Spannzylinder längsverschieblich und dichtend geführten Spannkolbens antreibbar ist, wobei das scheibenförmige Spannteil in Längsachsrichtung der Kolbenstange erheblich größer bemessen ist als quer zur Längsachsrichtung der Kolbenstange und an seinem der Kolbenstange zugekehrten Endabschnitt über einen quer zur Längsachse verlaufenden Kupplungsbolzen mit der Kolbenstange schwenkbeweglich gekuppelt ist und im Abstand in Richtung auf das Zentrierteil hierzu eine Kulisse aufweist, der mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse des Kolbenbolzens verläuft und der in eine Kulisse eingreift und hierüber das Spannteil in Spannstellung und in Lösestellung schwenkt, wobei der Kulissenfolgestift an seinem entgegengesetzten Endabschnitten vorzugsweise sich in Richtung der Längsachse erstreckende Längsschlitze eines kolbenförmigen Endabschnittes des Zentrierteils eingreift.

Aus der DE 39 38 208 C1 ist eine druckmittelbetätigbare Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere für Karosserieteile, vorbekannt, die aus einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse mit einem Zylinderraum für den Kolben und einen Bewegungsraum für die Kolbenstange und die Kniehebelgelenkanordnung besteht. Es sind außerdem Führungsmittel am freien Kolbenstangenende für die Kolbenstange, die in Führungsnuten des Gehäuses geführt sind, und ein Kolbenstangenbolzen vorgesehen. Des weiteren weist die Vorrichtung eine Lasche auf, die auf dem Kolbenstangenbolzen und auf einer Kniehebelgelenkachse schwenkbeweglich gelagert ist. Es ist ferner ein zweiarmiger Spannhebel hier vorhanden, dessen Antriebsende gleichfalls auf der Kniehebelgelenkachse gelagert ist und dessen freies Ende als Spannteil (Spannhaken) dient, mit einem am Gehäuse abgestützten und in den Spannhebel eingreifenden Schwenkbolzen. Der Schwenkbolzen ist in einem Kulissenschlitz des Gehäuses geführt. In dem Gehäuse ist schwenkbar eine Schwinge gelagert und mit ihrem anderen Schwingenende ebenfalls auf dem Kniehebelgelenk angeordnet. Einem Schwenkbolzen ist mindestens eine Rolle zugeordnet, mit der der Schwenkbolzen in einem Kulissenschlitz geführt ist, wobei der Kulissenschlitz unter einem spitzen Winkel die Längsachse der Kolbenstange schneidet. Der Bewegungsraum weist eine Durchtrittsöffnung zum Gehäuse auf, die der Spannhebel durchgreift, wozu dieser Spannhebel werkstückseitig hakenförmig ausgebildet ist und seine Spannbewegung der Kolbenstangenbewegung entgegen gerichtet ist. Eine Lasche der Kniehebelgelenkanordnung ist über eine parallel zum Kolbenstangenbolzen verlaufende ortsunbewegliche Kniehebelgelenkachse mit der Schwinge um eine gehäusefeste Achse schwenkbeweglich verbunden, deren Schwenklängsachse parallel zum Kolbenstangenbolzen und zur Kniehebelgelenkachse verläuft. Eine derartige Kniehebelspannvorrichtung wird als sogenannter Unterbauspanner verwendet, da der Spannhaken vollkommen in den Raum des Gehäuses einzufahren ist, in dem sich auch die Kniehebelgelenkanordnung befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kniehebelspannvorrichtung der vorausgesetzten Gattung dahingehend auszubilden, dass mit einfachen Mitteln an der Spannstelle eine gute Krafteinleitung in die zu spannenden Bauteile erfolgt, bei einfacher Konstruktion.

Lösung

Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Dadurch, dass bei der Erfindung die Längsachse der den Spannhebel antreibenden Schwenkachse im Höhenbereich der Spannstelle angeordnet ist, ergibt sich eine gute Krafteinleitung in die zu spannenden Bauteile. Diese Krafteinleitung geschieht praktisch orthogonal zur Oberfläche der Spannstelle und kann dadurch praktisch nicht mehr mit einem Kraftvektor auf die Bauteile einwirken, der die Bauteile gegeneinander bzw. in Richtung der Spannstelle verschiebt.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen

Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 10 beschrieben.

Patentanspruch 2 beschreibt eine Vorrichtung, bei welcher ein sogenannter Mittelhebel vorgesehen ist. Bei dieser Lösung tritt das den Spannhebel antreibende Lenkerelement zentrisch oder annähernd zentrisch am Spannkopfende aus diesem hervor, so dass sich praktisch eine zentrische Krafteinleitung ergibt.

Patentanspruch 3 beschreibt eine vorteilhafte und erfinderische Weiterentwicklung der aus Patentanspruch 2 zu entnehmenden Lösung, nämlich dadurch, dass der Spannhebel peripher an diametral gegenüberliegenden Umfangsflächen nach einer Kurve, vorzugsweise kreisrund, ausgebildet ist, wodurch er sich an den gegenüberliegenden Gehäusewandungen des Gehäuses gut abdichten lässt, so dass insbesondere grobe Schmutzteile wie Späne oder dergleichen nicht in das Innere der Vorrichtung hineingelangen können.

In Patentanspruch 4 ist eine weitere erfinderische Ausführungsform beschrieben, bei welcher das den Spannhebel antreibende Lenkerelement als sogenannter Außenhebel ausgebildet ist. Hierzu wird die in Höhe der Spannstelle angeordnete Schwenkachse aus dem Gehäuse beidseitig herausgeführt und der den Spannhebel antreibende Lenker auf diametral gegenüberliegenden Seiten auf dieser Schwenkachse gelagert. Auf diese Art und Weise ist eine gute Krafteinleitung gegeben.

Die Ausführungsform nach Patentanspruch 5 ermöglicht eine einfache und zuverlässige Verstellung des Schwenkwinkels des Spannarms.

Vorteilhafterweise ist das Gehäuse der Kniehebelspannvorrichtung durch Gehäuseschalen gebildet, die mit Flanschen flächig und damit dichtend aufeinander angeordnet sind und durch geeignete Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben, fest, aber lösbar, miteinander verbunden sind. Auf diese Weise sind die besonders empfindlichen Teile, wie Kolben, Kolbenstange, Kniehebelgelenk sowie auch die Lenkerelemente und deren Schwenkachsen weitgehend gegen Verschmutzung und Beschädigungen im Gehäuse geschützt angeordnet, aber leicht durch Abnehmen einer oder beider Gehäusehälften zugänglich – Patentanspruch 6.

Patentanspruch 7 beschreibt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform, was auch für die Lösungen nach Patentansprüchen 8 bis 10 gilt.

In der Zeichnung ist die Erfindung – teils schematisch – an mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen:
1 eine Kniehebelspannvorrichtung im Axiallängsschnitt, in Spannstellung;
2 die aus 1 ersichtliche Kniehebelspannvorrichtung in geöffneter Stellung;
3 einen Schnitt nach der Linie III-III der 2;
4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der 2;
5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, ebenfalls im Längsschnitt, in Spannstellung;
6 die aus 5 ersichtliche Kniehebelspannvorrichtung in geöffneter Stellung, ebenfalls in Längsschnitt;
7 ein Schnitt nach der Linie VII-VII der 6 und
8 ein Schnitt nach der Linie VIII-VIII der 6.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Gehäuse bezeichnet, das einen Spannkopf 2 und einen Zylinder 3 aufweist. Der Spannkopf 2 und der Zylinder 3 können materialmäßig einstückig ausgebildet sein, oder aber auch aus funktionell einstückigen Teilen bestehen, die durch Schrauben oder dergleichen einstückig, aber lösbar, miteinander verbunden sind. Bei der dargestellten Ausführungsform sind der Spannkopf 2 und der Zylinder 3 materialmäßig einstückig ausgebildet und bestehen aus zwei schalenförmigen Teilen, die in einer Trennebene 4 mit planparallelen Flanschen aufeinander liegen, die durch Gehäuseteile des Spannkopfes 2 und des Zylinders 3 gebildet sind und die sprunglos bei den dargestellten Ausführungsformen ineinander übergehen. Die satt aufeinander liegenden flanschförmigen Teile sind vorzugsweise so bearbeitet, dass die den Spannkopf 2 einerseits und den Zylinder 3 andererseits begrenzenden Gehäuseteile 5 bzw. 6 die durch sie begrenzten Innenräume weitgehend dicht umschließen, so dass möglichst keine Verunreinigungen wie Staub, Späne oder dergleichen in diese Innenräume eindringen können. Die Gehäuseteile 5 und 6 können durch nicht dargestellte Verbindungselemente wie Schrauben oder dergleichen in ihrer aus der Zeichnung ersichtlichen passgerechten Lage gehalten sein.
Die den Zylinder 3 bildenden Gehäuseteile 5 und 6 umschließen eine Laufbuchse 7 formschlüssig. An der Innenwand der Laufbuchse 7 ist ein Kolben 8 über Dichtungen 9 abgedichtet und in Hubrichtung X bzw. Y, also in Achsrichtung des Zylinders 3, längsverschieblich und dichtend geführt. Sowohl die als Laufhülse ausgebildete Laufbuchse 7 als auch der Kolben 8 können in einem orthogonal zur Längsachse 10 geführten Querschnitt kreisrund oder aber auch anders geformt sein, z. B. eine elliptische oder eine flachovale Form, besitzen. Unter flachoval wird hierbei eine Form verstanden, die im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist, wobei die Schmalseiten des Rechteckes durch je einen Kreisbögen oder Kurven sanft abgerundet verlaufen. Die Laufhülse 7 ist entsprechend der Form des Kolbens 8 gestaltet.
Mit den Bezugszeichen 11 bzw. 12 sind Anschlusskanäle bezeichnet, die abwechselnd an eine geeignete Druckmittelquelle, z. B. eine Luftdruckquelle, gesteuert anzuschließen sind. Zu diesem Zweck können die dargestellten Kniehebelspannvorrichtungen in eine Folgesteuerung einer Fertigungsanlage, z. B. im Karosseriebau der Kfz-Industrie, einbezogen sein.
Mit dem Kolben 8 ist eine Kolbenstange 13 fest verbunden, die durch eine Dichtung 14 abgedichtet in einen Raum 15 des Spannkopfes 2 eintreten kann und hier mit einem Getriebeelement 16 getrieblich verbunden ist. Das Getriebeelement 16 ist bei den dargestellten Ausführungsformen als Gabelkopf ausgebildet.
Im Bereich des Endabschnittes des als Gabelkopf ausgebildeten Getriebeelementes 16 ist eine als Kolbenstangenbolzen ausgebildete erste Schwenkachse 17 angeordnet, mit der ein Lenkerelement 18 gekuppelt ist, das Teil eines Kniehebelgelenkes bildet und das z. B. aus zwei beabstandeten Laschen bestehen kann, die auf der ersten Schwenkachse 17 schwenkbeweglich, insbesondere auch reibungsarm, z. B. über Kugel- oder Nadellager gelagert, angeordnet ist. Die erste Schwenkachse 17 ist in ihren Endbereichen durch je mindestens eine Laufrolle 23 bzw. 24 in je einer in dem Spannkopf 2 angeordneten Führungsnut 41, 42 reibungsarm zwangsgeführt.
An seinem entgegengesetzten Endabschnitt ist das Lenkerelement 18 auf einer dritten Schwenkachse 19 zusammen mit einem weiteren Lenkerelement 20 und einem als drittes Lenkerelement 21 ausgebildeten Spannarmlenkerelement gelagert. Auch hier kann wiederum eine reibungsarme Lagerung durch Wälzlager, insbesondere Nadellager, erfolgen. Das dritte Lenkerelement 21 weist eine langlochartige Kulisse 22 auf, in der die dritte Schwenkachse 19 über eine Rolle 40, die ebenfalls in Wälzlagern gelagert sein kann, reibungsarm in Längsachsrichtung der Kulisse 22 geführt ist.
Das Lenkerelement 20 ist auf einer gehäusefesten zweiten Schwenkachse 25 schwenkbeweglich gelagert und bildet einen Teil des Kniehebelgelenkes.
Das dritte Lenkerelement 21 ist an seinem der Kulisse 22 abgekehrten Endabschnitt ebenfalls auf einer gehäusefesten vierten Schwenkachse 26 gelagert. Wie man erkennt, verlaufen die Längsmittenachsen der ersten Schwenkachse 17 sowie sämtlicher Schwenkachsen 19, 25 und 26 parallel zueinander, wobei bei den dargestellten Ausführungsformen die Längsmittenachse der zweiten Schwenkachse 25 und der vierten Schwenkachse 26 auf einer gedachten Linie angeordnet sind, die parallel zur Längsachse 10 und damit parallel zur Längsachse der Kolbenstange 13 verläuft. Im Bedarfsfall ist es auch möglich, diese Mittellinien der Schwenkachsen 25 und 26 seitlich und/oder im Höhenbereich gegeneinander zu versetzen.
Die Entfernung vom Mittelpunkt der ersten Schwenkachse 17 zum Mittelpunkt der dritten Schwenkachse 19 ist größer bei den dargestellten Ausführungsformen als der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der dritten Schwenkachse 19 und der gehäusefesten zweiten Schwenkachse 25 und auch wieder größer als der Abstand der Mittelpunkte der Schwenkachsen 19 und 26 voneinander. Der Abstand der Mittelpunkte der Schwenkachsen 19 und 26 voneinander ist wiederum bei der dargestellten Ausführungsform kleiner als der Abstand der Mittelpunkte der dritten Schwenkachse 19 von Mittelpunkt der gehäusefesten zweiten Schwenkachse 25. Diese Bedingungen sind aber nicht unbedingt zwingend, sondern können auch im Bedarfsfall verändert werden.
Bei der Ausführungsform nach den 1 bis 4 ist das Lenkerelement 21 als sogenannter Mittelhebel ausgebildet und tritt mittig, vorzugsweise in bezug auf die Trennebene 4 zentrisch aus dem Spannkopf 2 durch einen spaltförmigen Schlitz 27 nach außen hervor und treibt den in der Zeichnung dargestellten Spannarm 28, der hakenförmig dargestellt ist, aber auch eine andere Ausgestaltung besitzen kann, an. Das dritte Lenkerelement 21 und der Spannarm 28 können materialmäßig oder funktionell einstückig miteinander ausgebildet sein.
Wie man bei der Ausführungsform bei 1 bis 4 erkennt, ist der als Mittelspannarm ausgebildete Spannarm 28 an diametral gegenüberliegenden Seiten durch Kreisbogen, vorzugsweise durch einen als Kurve ausgebildeten Kreisbogenabschnitt mit einheitlichem Radius, kreisförmig begrenzt ausgebildet – bei 29 und 30, und kann dadurch sehr eng an die gegenüberliegenden Wandungen des Spannkopfes 2 herangeführt werden, so dass sich nur ein geringfügiger Spalt bildet, der im Bedarfsfall durch flexible Elemente, die z. B. an der Wand, z. B. durch Kleben, befestigt sind, schleifend überbrückt werden kann. Selbst wenn keine Dichtungen angebracht sind, kann eine ganz dichte Heranführung der Kreisbogenabschnitte 29 und 30 an die entsprechenden Wandabschnitte des Schlitzes 27 des Spannkopfes 2 erfolgen, so dass Schmutzteile nicht in den Innenraum des Spannkopfes 2 hineingelangen können. Auf diese Weise werden die Gelenke, Lager und das Kniehebelgelenk sowie die erste Schwenkachse 17 und die anderen Schwenkachsen 19, 25, 26 weitgehend gegen Verschmutzungen geschützt und können z. B. mit einer Dauerschmierung versehen werden.
Bei der Ausführungsform aus den 5 bis 8 wird dagegen ein sogenannter Außenspannarm 31 verwendet, der – wie aus den 7 und 8 hervorgeht – als etwa U-förmiger Bügel ausgebildet ist und zwei Schenkel 32 bzw. 33 aufweist, die mit dem Außenspannarm 31 einstückig – funktionell oder materialmäßig einstückig – verbunden sind.
Die Schenkel 32, 33 weisen an ihren freien Endabschnitten Durchbrechungen 34 bzw. 35 auf, die polygonförmig, z. B. quadratisch, gestaltet sind und formschlüssig auf entsprechend gestalteten Endabschnitten 36 bzw. 37 angeordnet sind, die materialmäßig einstückig mit der gehäusefesten vierten Schwenkachse 26 ausgebildet sind. Beim Schwenken des Kniehebelgelenks und damit des dritten Lenkerelementes 21 wird somit auch die vierte gehäusefeste Schwenkachse 26 hin und her gedreht und überträgt diese Drehbewegung über ihre mit Vierkanten oder einer anderen Formgestaltung ausgebildeten Endabschnitten 36 bzw. 37 auf die Schenkel 32 und 33 und damit auf den Spannarm 31, der ebenfalls in Richtung A bzw. B hin und her schwenkt.
Bei 38 ist ein Endanschlag vorgesehen, der mit einem Puffer, z. B. mit einem Industrie-Stoßdämpfer, oder aus einem kautschukähnlichen Kunststoff oder dergleichen, bestehen kann und in Richtung X bzw. Y, also in Richtung der Längsachse der Kolbenstange 13, verstellbar ist. Auf diese Weise lässt sich der Schwenkwinkel in Richtung A bzw. B einstellen. Zu diesem Zweck kann der Endanschlag 38 mit Schraubgewinde versehen und in seiner jeweiligen Schraubstellung auch arretierbar sein (nicht dargestellt).
Bei der Ausführungsform nach den 5 bis 8 ist das Gehäuse in der Schwenkebene des Lenkerelements 21 bei 39 materialmäßig einstückig ausgewölbt. Die Auswölbung 39 setzt sich bis in der Trennebene 4 (7 und 8) fort. Das Lenkerelement 21 ist an seinen äußeren Enden nach einem Kreisbogen abgerundet ausgebildet. Zwischen der gehäusefesten Schwenkachse 26 und der Innenwand der Auswölbung 39 ist ein Spaltabstand vorgesehen, derart, dass das Lenkerelement 21 ungehindert seine Schwenkbewegung vornehmen kann.
Mit den Bezugszeichen 43 bzw. 44 sind als Klemmzähne ausgebildete Konturenstücke bezeichnet, zwischen denen die Werkstücke, z. B. Bleche oder Blechteile einer Karosserie, angeordnet werden können. Der Mittelpunkt der gehäusefesten vierten Schwenkachse 26 ist bei den aus den 1 aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsform unterhalb der Klemmebene des dem Kiefer zugeordneten unteren Konturenstückes 43 angeordnet.
In Abänderung der aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsform kann sich aber auch der Mittelpunkt der vierten Schwenkachse 26 in der Ebene der Auflagefläche für das untere Konturenstück 43 befinden, also genau in Flucht mit der Klemmebene angeordnet sein.
In weiterer Abänderung der aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsform kann der Mittelpunkt der vierten Schwenkachse 26 oberhalb der Klemmebene oder etwas oberhalb derselben angeordnet sein.
In den Patentansprüchen 10 bzw. 11 sind diese erfinderischen Alternativlösungen beschrieben. Je nach Ausbildung der Klemmzähne bzw. Konturenstücke 43, 44 werden dadurch schiebend wirkende Klemmkraftkomponenten auf die zu spannenden bzw. einzuklemmenden Werkstücke ganz oder weitgehend ausgeschaltet.

1: Gehäuse
2: Spannkopf
3: Zylinder
4: Trennebene
5: Gehäuseteil
6
7: Laufbuchse
8: Kolben
9: Dichtung
10: Längsachse
11: Anschlusskanal
12
13: Kolbenstange
14: Dichtung
15: Raum
16: Getriebeelement
17: Schwenkachse, erste
18: Lenkerelement
19: Schwenkachse, dritte
20: Lenkerelement
21: Lenkerelement, drittes
22: Kulisse
23: Laufrolle
24
25: Schwenkachse, zweite
26: Schwenkachse, vierte
27: Schlitz
28: Spannarm
29: Kreisbogenabschnitt
30
31: Spannarm
32: Schenkel des Spannarms
33
34: Durchbrechung
35
36: Endabschnitt
37
38: Endanschlag
39: Auswölbung des Spannkopfes 2
40: Rolle
41: Führungsnut
42
43: Konturenstück
44
A: Schwenkrichtung
B
X: Hubrichtung des Kolbens 8
Y

Claims

Als Gripper ausgebildete Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, insbesondere durch Luftdruck, zu beaufschlagenden, in einem Zylinder (3) oder in einer darin angeordneten Laufhülse (7) längsverschieblich (X bzw. Y) und dichtend geführten Kolben (8), der über eine Kolbenstange (13) mit einem Kniehebelgelenk (17, 18, 19, 20, 21) gelenkbeweglich gekuppelt ist, wobei mindestens ein Lenkerelement (18) über eine der Kolbenstange (13) zugeordnete, mit ihrer Längsachse orthogonal zur Längsachse der Kolbenstange (13) verlaufende erste Schwenkachse (17) schwenkbeweglich gekuppelt ist, während mindestens ein anderes, dem Kniehebelgelenk (17, 18, 19, 20, 21) zugeordnetes Lenkerelement (20) um eine neben der Kolbenstange (13) in einem Spannkopf (2) gehäusefest angeordnete und mit ihrer Längsachse parallel zur ersten Schwenkachse (17) verlaufende zweite Schwenkachse (25) ebenfalls schwenkbeweglich gekuppelt ist, wobei die Lenkerelemente (18, 20) um eine gemeinsame, ebenfalls im Spannkopf (2) beweglich angeordnete gemeinsame dritte Schwenkachse (19) schwenkbeweglich angeordnet sind, deren Längsachse ebenfalls zu den übrigen Schwenkachsen (17, 25) parallel verläuft und die in einer langlochartigen Kulisse (22) mit mindestens einem dritten Lenkerelement (21) geführt ist, das um eine gehäusefeste vierte Schwenkachse (26) schwenkbeweglich angeordnet ist, deren Mittelpunkt im Höhenbereich der Spannstelle (Spannebene) für das zu spannende Werkstück oberhalb von diesem oder unterhalb von diesem angeordnet ist, wobei dieses dritte Lenkerelement (21) einem Spannarm (28, 31) zugeordnet ist und diesen antreibt, der Spannarm (28) in Spannstellung orthogonal zur Längserstreckung des Spannkopfes (2) verläuft und in Spannstellung die in der Kulisse (22) geführte bewegliche dritte Schwenkachse (19) im Höhenbereich des Mittelpunktes der der Kolbenstange (13) zugeordneten ersten Schwenkachse (17) im Spannkopf (2) angeordnet ist.
Gripper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkerelement (21) in einer Schwenkebene angeordnet ist, die parallel und zentrisch oder symmetrisch zu einer Trennebene (4) verläuft, in der Teile, insbesondere die Hälften des Spannkopfes (2) und des Zylinders (3) aneinander angrenzen.
Gripper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannarmlenkerelement (21) durch einen zentrischen Schlitz (27) an der Oberseite des Spannkopfes (2) nach außen, z. B. mit dem Spannarm (28), heraustritt und an dieser Stelle auf gegenüberliegenden Seiten durch Kurven, insbesondere durch Kreisbogen (29, 30), die konvex nach außen gerichtet sind, abgerundet ausgebildet ist, die zusammen mit den gegenüberliegenden Wänden des Spannkopfes (2) bei den Schwenkbewegungen des Spannarms (28) einen möglichst engen Schlitz (27) begrenzen.
Gripper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gehäusefeste Schwenkachse (26) des als Spannarmlenkerelement (21) ausgebildeten dritten Lenkerelementes vorzugsweise auf entgegengesetzten Seiten aus dem Spannkopf (2) nach außen, z. B. abgedichtet, herausgeführt ist und an diesen Enden Kupplungen, insbesondere Ausformungen, aufweist, mit denen der Schenkel (32, 33) aufweisende Spannarm (31) den Spannkopf (2) etwa U-förmig übergreifend, schwenkbeweglich gekuppelt ist, wobei das Lenkerelement (21) an seinem der Innenwand des Spannkopfes (2) zugekehrten Endabschnitt nach außen konvex abgerundet ausgebildet ist, während der Spannkopf (2) in diesem Schwenkbereich eine nach außen gerichtete Auswölbung (39) aufweist.
Gripper nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zylinder (3) an seiner dem Spannkopf abgewandten Seite ein verstellbarer Endanschlag (38) zur Verstellung des Schwenkwinkels (A bzw. B) des Spannarms (28) zugeordnet ist.
Gripper nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkopf (2) und der Zylinder (3) aus Gehäuseschalen, insbesondere aus Gehäusehälften, bestehen, die in der Trennebene (4) satt aufeinander angeordnet sind und durch geeignete Befestigungselemente, insbesondere durch Schrauben, gegeneinander gehalten sind, wobei der Zylinder (3) eine einstückige Laufbuchse (7) umschließt, in der der Kolben (8) längsverschieblich (X bzw. Y) und dichtend geführt ist.
Gripper nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Kolbenstange (13) zugeordnete erste Schwenkachse (17) nach beiden Seiten verlängert ausgebildet ist und an jedem Ende je eine Laufrolle (23 bzw. 24) aufweist, die jeweils in einer im Spannkopf (2) angeordneten Führungsnut (41, 42) zwangsgeführt ist, wobei das Lenkerelement (18) z. B. durch zwei parallel sowie mit Abstand zueinander angeordnete Laschen gebildet ist.
Gripper nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung von dritter Schwenkachse (19) und erster Schwenkachse (17) auf einer Linie, vorzugsweise um einige Bogensekunden in Richtung Übertotpunktlage versetzt erfolgt.
Gripper nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Kolbenstange (13) zugeordnete und als Kolbenstangenbolzen (17) ausgebildete Schwenkachse über einen Gabelkopf mit dem Lenkerelement (18) des Kniehebelgelenkes schwenkbeweglich gekuppelt ist und dass alle Lenkerelemente (18, 20, 21) als flache und parallel zueinander angeordnete Laschen ausgebildet sind, die in parallel zueinander verlaufenden Ebenen schwenkbeweglich in dem Innenraum des Spannkopfes (2) angeordnet sind.
Gripper nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannarme (28, 31) mit als Klemmzähne ausgebildeten Konturenstücken (43, 44) versehen sind.